当前课程知识点：现代生物学导论 > 第三讲 细胞的基本知识 > 3.5 癌症与细胞分裂 > 3.5 癌症与细胞分裂
在这一小节中呢，我们主要讨论癌症和癌症的治疗方法
在讲癌症之前，我们先来说说肿瘤
肿瘤在医学上是指细胞的异常病变
这种病变使身体部分细胞不受控制的增长
数量多时会集结成为肿块
在生物体中，组织都是由细胞构成的
在一个组织中的细胞数量是固定的，而且细胞也是有序排列的
当出现损伤时，部分细胞坏死
那么会分裂出新的细胞来填补伤口
当细胞数量达到限度时，细胞分裂将停止
当部分细胞分裂不受控制时
会出现大量细胞生长在一个位置，形成肿块
肿瘤分为良性肿瘤和恶性肿瘤
良性肿瘤无法进行转移，不会入侵周围组织
比如痣和子宫肌瘤
恶性肿瘤就是我们通常所说的癌症
它可以转移，可以入侵临近的细胞
癌细胞有很多特点，我们这里谈其中几个
第一个是癌细胞一直有生长信号的刺激
我们前面谈到细胞周期的调控中有一些外部因素
生长因子是其中之一
正常细胞是通过外部因素生长因子来调控生长和分裂的
当没有这些生长因子时，细胞分裂将会停止
而癌细胞可以不需要外部的生长因子进行细胞分裂
它们往往可以自己产生细胞分裂的信号
比如神经胶质母细胞瘤的细胞就可以自己产生PDGF，刺激细胞分裂
第二，对抑制生长的信号不敏感
正常细胞的生长也是受周围环境，细胞外基质
和临近细胞表面的生长抑制因子调控的
这些生长抑制因子作用于细胞周期调控，把细胞停止在G1期
在癌细胞中，这些生长抑制因子发生了突变而失去作用
细胞就可以在细胞周期中继续进入S期和G1期，然后进行细胞分裂
第三个特点是回避细胞凋亡
正常细胞在受损或DNA复制失误未被校正的情况下，会进行细胞凋亡
P53基因编码的蛋白在DNA损伤的情况下做出反应
开启细胞凋亡，是癌症控制的主要机制
在癌细胞中，P53发生突变
使得DNA受损的细胞无法进行细胞凋亡而持续分裂
第四，持续的血管新生
血管新生是一个生理上新的微血管发展成一个血流供应系统的过程
这一过程在人体生长、发育，及伤口愈合中非常常见
癌细胞一开始是没有血管再生能力的
为了使其能够继续发展，癌细胞需要形成一个血液供应系统
为癌细胞提供氧气和其他营养物质
而通常情况下癌细胞可以强力启动血管新生
从正常细胞中抢夺营养
第五，组织入侵和远端转移
癌细胞表面会分泌出一种蛋白酶
可以降解临近组织或细胞表面的蛋白
入侵临近细胞或血管壁细胞
而当癌细胞入侵了循环系统后
就可以随着循环系统而转移到身体的其他部位
我们讨论了癌症的一些特点
可以看出很多时候癌症的产生是由于一些正常的生理过程
比如细胞分裂、细胞凋亡等等出现了异常
从而导致细胞分裂持续进行
这些异常往往都是由于编码相应蛋白的基因发生了突变而导致的
我们在后面的课程中会讨论基因突变
基因突变虽然是一个几率的过程
但和年龄、饮食习惯、病毒、工作环境等等都有很大关系
不良的生活习惯都会成为癌症的危险因素
常见的癌症治疗的方法有手术切除、放射性疗法和化学疗法
近些年，科学家们找到了很多新的癌症治疗方法
比如不少药物是针对生长因子受体或者血管新生的
我在这里给同学们介绍两种新的方法
第一个是肿瘤治疗电场，是通过物理的方法进行的
我们给分裂中的癌细胞施加电场作用
由于牵引染色体移动的微管蛋白携带电荷
所以在电场的作用下可以改变运动轨迹
导致染色体在细胞分裂中不正常的运动及分布
使得癌细胞无法进行正常的细胞分裂，从而抑制癌细胞的生长
这种方法的疗效和化疗很相似
但对患者的伤害远远小于后者
如图，治疗的患者把设备放在需要治疗的部位
而且并不影响患者的日常活动
第二个方法是手术切除的改进
目前，手术切除仍然是治疗癌症的主要方法
但在切除过程中，肿瘤往往无法被切除干净
因为肿瘤细胞和正常细胞的颜色没有区别
因为对于外科手术医生来说非常难以区分
这种方法是把肿瘤细胞进行荧光标记
从而和正常细胞区分开来
这样在手术中医生就可以把肿瘤切除的比较干净
那么如何特异性地标记肿瘤细胞呢
这需要使用一种特殊的大分子
这种大分子有三部分
一部分是带阳离子的大分子，可以和细胞表面结合
其末端带有荧光蛋白
荧光蛋白是一个可视性标记
即把这部分注射入患者体内，体内的所有细胞就会被荧光标记
但是我们只想标记肿瘤细胞，对正常细胞不标记
所以在这个荧光分子到达肿瘤细胞之前
必须要把这个分子表面先屏蔽起来
那么在这里用作屏蔽的是带阴离子的另外一个大分子
两者通过电荷吸引而联系
但这种电荷之间的吸引力，这个化学键较弱
进入体内马上就是断裂开
所以为了加固中间部分以共价键连接了另外一个分子
这个分子是肿瘤细胞表面分泌的蛋白酶的底物
所以当这个大分子遇到肿瘤细胞时
蛋白酶会把这个底物催化
导致大分子的断裂
所以携带荧光蛋白的那部分就会暴露出来
和肿瘤细胞表面结合
而遇到正常细胞时，由于没有蛋白酶，底物不会被催化
所以携带荧光蛋白的大分子还是被屏蔽着
正常细胞不会被荧光标记
-1.1 生物学的基本主题
-1.2 科学方法
--1.2 科学方法
-1.3 如何正确地评价科学结果
-1.4 施一公老师和不同院系本科生座谈（上）
-1.5 施一公老师和不同院系本科生座谈（下）
-课前小短片
--课前短片
-2.1 元素和化学键
-2.2 水和生命
--2.2 水和生命
-2.3 碳和生命的分子多样性
-2.4 大生物分子
-2.5 营养以及身体健康
-第二讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-3.1 细胞的结构和功能
-3.2 细胞膜和跨膜运输
-3.3 细胞间交流
-3.4 细胞分裂和细胞周期
-3.5 癌症与细胞分裂
-第三讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-4.1 热动力学和代谢
-4.2 自由能和代谢
-4.3 ATP的工作原理
-4.4 活化能和酶
-4.5 酶的反应特性和酶的调控
-4.6 细胞呼吸
--4.6 细胞呼吸
-4.7 光合作用
--4.7 光合作用
-第四讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-5.1 减数分裂和生命周期
-5.2 孟德尔遗传学
-5.3 孟德尔遗传学的延伸
-5.4 基因连锁和染色体互换
-5.5 伴性遗传
--5.5 伴性遗传
-5.6 非孟德尔遗传
-5.7 人类遗传学疾病及诊断
-第五讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-6.1 DNA是遗传物质
-6.2 DNA结构和染色体结构
-6.3 DNA的复制
-6.4 DNA的突变、损伤和修复
-6.5 DNA重组
-第六讲 遗传的分子基础--第六讲小测验
-课前小短片
--课前小短片
-7.1 基因表达综述
-7.2 基因表达的具体步骤
-7.3 突变和表型
-7.4 基因表达调控的特点
-7.5 原核生物的基因表达调控
-7.6 真核生物的基因表达调控
-7.7 表观遗传
--7.7 表观遗传
-第七节小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-8.1 重组DNA
-8.2 电泳技术、PCR和DNA测序
-8.3 转基因动物、克隆动物和干细胞研究
-8.4 转基因植物
-8.5 DNA技术的应用
-8.6 生物的信息时代
-8.7 新药研发的基本过程
-第八章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-9.1 演化理论的介绍
-9.2 演化的证据
-9.3 Hardy-Weinberg定律
-9.4 改变种群中等位基因频率的机制
-9.5 自然选择
--9.5 自然选择
-9.6 物种的形成
-9.7 地球上生命的历史
-第九章小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-10.1 动物的结构与功能
-10.2 反馈调节
-10.3 植物的结构和生长
-10.4 植物的营养和运输
-第十讲小测验--作业
-课前小短片
--课前小短片
-11.1 病原体
--11.1 病原体
-11.2 免疫系统介绍
-11.3 先天性免疫
-11.4 适应性免疫中的受体识别
-11.5 体液免疫和细胞免疫
-11.6 免疫系统疾病
-11.7 免疫知识的应用
-第十一讲 免疫系统--第十一讲小测验
-12.1 神经元的结构和功能
-12.2 静息电位和动作电位
-12.3 突触传导和神经递质
-12.4 神经系统的组成
-12.5 脑的结构和功能
-12.6 神经系统疾病
-第十二章小测验--作业
-13.1 激素的介绍
-13.2 内分泌系统
-13.3 动物的生殖---配子的形成
-13.4 动物的生殖---激素调节动物生殖
-13.5 动物的生殖---胚胎在子宫中的发育
-13.6 动物发育(1)
-13.7 动物发育(2)
-13.8 动物发育(3)
-第十三讲小测验--作业
-14.1 生态学的基本内容
-14.2 种群生态学
-14.3 种群间的相互作用
-14.4 生态系统
-14.5 生态系统中的物质循环
-14.6 生物多样性和物种
